裝配式混凝土結構節點抗震性能研究綜述

（嘉興職業技術學院，浙江 嘉興 314036）

0 引言

近年來，隨著社會的進步與發展，現澆方式已經不能完全適應社會的發展需要，建筑行業迎來了新的發展機遇，逐漸向技術化、節能化以及無污染方向發展。裝配式建筑憑借減少施工污染、節約能源、提升勞動生產率等優點，裝配式建筑得到大力發展。裝配式混凝土框架結構的節點區域是其薄弱部位，節點的連接技術將直接影響整體結構的穩定性和抗震性，決定著裝配式建筑的進展程度，因此，研究裝配式混凝土結構節點的抗震性能成為裝配式框架結構的重中之重。

1 裝配式混凝土節點連接方式概述

1.1 套筒灌漿連接

套筒灌漿連接技術是指帶肋鋼筋插入內腔為凹凸表面的灌漿套筒，通過灌漿孔向套筒內灌注專用高強灌漿料，灌漿料填充內部間隙，灌漿料凝固后將鋼筋與套筒連接結合為一有機整體。

1.2 漿錨搭接連接

漿錨連接技術是指將預留構件后插入鋼筋部分增設的預留孔道，鋼筋插入孔道后，并注入灌漿料達到鋼筋搭接連接，搭接鋼筋外圈的混凝土可用螺旋鋼筋加強，混凝士受到約束，從而使得鋼筋搭接可靠。

1.3 預應力連接

預應力連接技術是指在預制構件在預制階段時預留孔洞，現場施工時將張拉后的預應力筋穿過孔道，預應力筋將各個預制構件在節點處牢牢的連接在一起，并在拼縫處采用灌漿料填實，從而形成整體。

1.4 螺栓連接

螺栓連接技術是指在預制構件中預先埋設螺栓，構件運送至施工現場后，通過螺栓將構件錨固連接成一整體，通過摩擦使構件滿足承載能力的要求標準。

1.5 焊接連接

焊接連接技術是指在施工現場通過加熱、加壓等作用，實現部件連接成建造時需要的結構方式。焊接連接方式對施工人員的焊接技術具有較高的要求，不然連接節點的質量難以得到保證。

1.6 牛腿連接

牛腿連接技術是指通過鋼筋與連接的機械咬合作用向其他部件傳遞豎向力，提高連接點的承載力，從而保證裝配式混凝土結構的堅固性和抗震性，因此牛腿連接節點強度高、施工便捷，在預制裝配式結構中的應用相當普遍。

2 國內外裝配式節點抗震研究現狀

2.1 國內研究現狀

2006年，董挺峰、李振寶[1]對無粘接預應力裝配式節點的變形恢復能力進行試驗研究，證明無粘接預應力裝配式節點具有良好的抗震性能，且變形恢復能力極強。

2007年，李賢[2]等通過設計2 個足尺端板高強螺栓連接的狗骨式削弱鋼梁-鋼筋混凝土柱節點試件進行偽靜力試驗來研究其抗震性能和破壞形態，試驗表明該節點的變形能力和耗能能力較高，具有較好的延性和抗震性能。

2008年，呂西林、范力[3]等人對混凝土節點中的焊接部位開展試驗研究，試驗過程中梁柱間未產生滑移。同時對螺栓連接的預制式結構進行了擬動力試驗，試驗結果表明：預制混凝土框架結構滯回曲線飽滿，具有良好的抗震性能。

2009年，羅昱[4]對“狗骨式”節點在鋼骨混凝土結構中的抗震性能進行試驗研究，證明“狗骨式”節點符合“強節點”的設計原則，以在實際工程中推廣應用。

2010年，王文明[5]等人采用足尺模型試驗方法對裝配式混凝土框架邊節點的抗震性能進行研究，研究發現預制混凝土結構梁柱疊合板邊節點構件與現澆結點相比，破壞時裂縫寬度較大，但滯回曲線形狀相似。

2011年，柳炳康[6]等人采用低周數據試驗的方式對兩層的預制式混凝土進行研究，預應力裝配式框架可實現“強柱弱梁”的破壞模式，為今后預制裝配式預應力框架結構設計方法提供參考。

2012年，孫曉陽[7]等人選取了預制全裝配式框架結構中三處節點進行數值模擬分析，結果表明由于預制構件自身存在的一些缺陷，裝配式節點的整體抗震性能和現澆結構相比具有一定的差距。

2013年，張大長[8]等人對采用兩種不同施工方法的現澆預制裝配式鋼筋混凝土T 型邊節點進行低周反復試驗，研究表明新型裝配式T 型節點抗震性能與現澆節點幾乎一致,能夠滿足裝配式框架結構的抗震設計要求。

2014年，張愛林[9]提出一種新型的裝配式方鋼管柱桁架梁節點并進行了試驗研究，搜集分析了節點剛度、強度、延性等性能指標。

2015年，程蓓[10]等人將螺栓、預制梁柱節點以及梁中預埋型鋼構件連接為一體提出一種新型節點并開展試驗研究，試驗得到節點破壞形態、滯回曲線、骨架曲線、延性等相關參數，建議改變套筒連接的位置以提高裝配式節點的抗震性能。

2016年，伏煥昌[11]等人采用數值模擬技術，將采用了金屬消能器的梁柱節點與現澆框架結構進行對比分析相比，發現裝有金屬消能器的梁柱節點具有加強的抗震性能。

2017年，于建兵、郭正興[12]等人提出了一種新型鋼絞線錨入式預制框架節點，將附加鋼筋在節點周圍設置可以極大改善裝配式結構的極限承載能力和變形能力，滿足抗震規范的要求。

2018年，黃朗等[13]對3 個套筒灌漿連接和3 個螺栓連接預制混凝土柱開展低周反復荷載試驗，試驗表明套筒連接節點的承載能力、延性、耗能能力要優越于螺栓連接節點。

2019年，王靜峰[14]等人裝配式圓中空夾層鋼管混凝土組合框架節點的抗震性能和破壞機理進行進行了4 個中柱節點的水平低周反復加載試驗。

郭海山[15]等提出了一種新型后張無黏結預應力裝配式梁柱節點，并進行了低周往復荷載作用下梁柱節點試驗，研究表明新型后張無黏結預應力裝配式梁柱節點結構的自復位能力較好，損傷程度更低，抗震性能滿足要求。

2.2 國外研究現狀

1993年，Priestley[16]對無粘結預應力拼接節點開展研究分析，在產生較大變形的情況下，無粘結預應力拼接節點具有良好的復位能力。

1995年，LOO,Y.C[17]對帶牛腿后澆式節點、不帶牛腿后澆式節點及現澆節點進行對比試驗，結果證明，帶牛腿節點的抗震性能優于不帶牛腿節點，且兩種節點的延性強度高于現澆節點。

1999年，EL-SHEIKH M T[18]對后張無黏結預應力預制框架與混合預制框架的抗震性能開展了相關理論研究，給出了相關設計方法的建議，設計良好的后張無黏結預應力預制框架具有較好的抗震性能。

2005年，Blandon[19]等人采用二分之一縮尺的方式對兩層預制混凝土框架進行了試驗研究，并開展了相關數值模擬研究。研究發現，混凝土的結構進行改善之后可大大提高其抗震能力。

2006年，Ertas[20]等人對疊合現澆連接、復合焊接連接及螺栓連接形式的節點進行低周試驗，研究發現螺栓節點對于增強和改善混凝土的抗震能力具有很大的幫助，綜合對比各節點抗震耗能能力等情況，螺栓連接節點可運用于高地震區。

Riva[21]在低周反復荷載作用下對套筒灌漿連接試件與杯型基礎連接試件開展研究,研究發現兩種節點的抗震性能相關參數大體一致，但破壞形態不同。

2008年，Amaris[22]提出了一種拉壓屈服耗能連接件，該連接件是通過將耗能連桿放置在試件外部，運用熔斷機制進行耗能。但是由于軸力傳遞不夠直接及耗能連桿的約束不足，轉換塊容易出現錨固失效的情況，該連接件的耗能連桿只允許采用較小的截面尺寸。

2009年，Mustafa[23]等人采用數值模擬方式與試驗方式相結合對預制式混凝土連接方式進行研究，發現兩種結構在初始剛度及強度等方面存在較大誤差。

2012年，LING[24]等人對使用灌漿套筒連接節點的試件進行試驗研究，發現套筒內徑的減小以及鋼筋埋入長度的增大對節點的承載能力有重要影響。

2013年，L.F.Maya[25]等人采用分階段的方法對含纖維的混凝土預制梁進行了相關試驗研究，研究表明：連接點的長度增大能提高預應力件的承載能力；采用封閉箍筋的方式能提高混凝土的抗剪承載。

2017年,Girgin[26]提出一種由柱上牛腿與預制梁端底部縱筋焊接的鋼板搭接組成的新型節點,并進行試驗研究,試驗獲取了節點試件的強度、剛度、滯回曲線、耗能能力等相關指標，并對該節點抗震性能進行評價。

3 總結

1.目前，我國裝配式混凝土結構的抗震性能的提高主要方法是通過改變節點的連接方式或改善連接點處的性能。

2.目前，我國裝配式混凝土框架結構節點的形式眾多，雖然裝配式混凝土框架結構節點可以做到等同現澆，但真正做到“強節點，弱構件”抗震要求的較少。

3.目前，裝配式混凝土結構抗震性能較好的連接節點都需要在施工進行澆筑混凝土，不符合工業化發展方向。

4.我國對于裝配式混凝土框架結構節點連接部位的設計理論研究基礎較為薄弱，缺乏相關配套的設計及標準規范。